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  • 有氧運動的強度設定與你的乳酸閾值(LT)高低有關?
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有氧運動的強度設定與你的乳酸閾值(LT)高低有關?
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厚底跑鞋鞋頭上揚
厚底跑鞋鞋頭上揚 對前足順暢性真的有影響嗎?
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如何在比賽中發揮最大肌力
運動星球
運動星球

有氧運動的強度設定與你的乳酸閾值(LT)高低有關?

2019-09-16
知識庫 運動生理 有氧運動 減脂 觀念

有氧運動與無氧運動都是許多人在運動時常常聽到的兩個名詞,然而,所謂的有氧運動就是在運動中,可以啟動我們身體有氧能量系統(Aerobic System),一般來說我們常見的有氧運動為慢跑、單車以及游泳等等,用一個比較簡單大家也容易記的方式來說明-有氧運動是全身性的運動,且持續「超過」三十分鐘以上。

有氧運動的強度設定與你的訓練目的有關!

然而,有氧運動的強度我們到底該如何設定才正確?在我們進行有氧訓練之前,必需要先了解自己運動的目的為何,接著才能配合目的來進行運動強度的設定,一般來說可區分為下列這四種目的:

1.為了增加活動力並提高耐力。

2.提高基本體能以增進運動效率。

3.改善或預防日常生活不良習慣。

4.調整心肺循環加速恢復肌肉。

依據上面這四個目的的不同,我們在運動訓練的強度設定標準上也會隨著改變。因此,你必需要先理解自己所參與運動類型的特徵及自己目前的體能狀況來設定有氧運動的強度。

我們進行有氧訓練之前,必需要先了解自己運動的目的為何!

何謂有氧系統?

有氧系統(Aerobic System)是身體將所攝取的碳水化合物、脂肪與蛋白質經過消化分解,並經過一連串的代謝作用之後,產生能量來幫助ATP的合成,因為過程中有氧參與故名。在醣解系統中產生的丙酮酸與血液中的脂肪酸,進入至細胞粒線體中的「檸檬酸循環 Citric Acid Cycle」(又名三羧酸循環 Tricarboxylic Cycle 或克氏環 Kerbs Cycle )來產生ATP,因為過程複雜,因此需要花費較長時間。從事的運動強度較低時,ATP會以較慢的速度被消耗,因此也會有較為充裕的時間進行ATP的再合成,只要能充分地供給氧氣,並攝取足夠的醣類、蛋白質與脂肪,就能長時間持續地供應身體運動所需能量。此系統在進行長距離跑步、快走等運動中較為活

有氧強度設定

首先,在以「為了增加活動力並提高耐力」為目的進行有氧運動時,可以將強度設定為乳酸閾值(Lactate Threshold,LT)或LT以上的強度。但若是以「提高基本體能以增進運動效率」的人,就可將有氧運動設定為LT等級的強度,以「改善或預防日常生活不良習慣」為目的時,則可以將強度設定為LT或LT以下的強度,最後,如果你是以「調整心肺循環加速恢復肌肉」的話,就可以將有氧運動設定為最低強度的訓練即可;因為,這個目的又可以稱為是「積極性休息」,主要是指藉由慢跑或較低負荷的運動或伸展方式,來促進血液的循環幫助肌肉恢復,並發揮疲勞恢復的效果。

何謂乳酸閾值?

乳酸閾值(Lactate Threshold)是乳酸分子陰離子開始在人體血液系統中積聚的限度。在鍛煉肌肉無氧產生能量時,肌肉會開始堆積產生乳酸,然後傳送進入血液。激烈運動產生的乳酸閾值經常被運動員和教練用於幫助提高運動能力。這種乳酸門檻也經常被稱為無氧閾值。通常通過耐速訓練方法提高乳酸閾值,運動員在閾值之下或之上鍛煉,而間隔訓練則是在閾值之上鍛煉,之下進行低強度運動恢復;經過一段時間以後,身體會逐漸適應高強度訓練,適當變更乳酸閾值可以讓運動員承受更長時間運動,並且不會體驗到乳酸增加的影響。

另外,也會根據運動類型的不同,有氧運動的強度也會有所不同,由於我們步行與慢跑的強度將會取決於本身的體重重量,因此,當我們在跑步或行走時的速度就是運動的強度。但如果我們腿部肌力不足以負荷,就會讓我們在行走或慢跑的運動上呈現出艱苦的狀態。

原本,有氧運動就是為了提高耐力而進行的運動項目,但因為發現這樣的運動方式能改善基本體能狀態與預防疾病,所以,大家就都知道要多運動才能讓身體變得更加強壯;同時,當身體超過三十分鐘的有氧運動之後,有氧系統就會開始發揮燃燒脂肪的作用,這是因為在前三十分鐘的時間裡,有氧系統主要是以身體裡「醣類」當作能量,高過三十分鐘後,醣類消耗完畢才會開始真正燃燒脂肪,因此,才會有大多數的人認為有氧運動能幫助減脂這樣的好處。

根據運動類型的不同,有氧運動的強度也會有所不同。

有氧運動三要素

除了要進行超過三十分鐘以上的時間之外,在心跳率與低強度的方面也十分的重要,做有氧運動時,必須保持自己的心跳率在最高心跳率的60%~80%,也就是低強度至中強度的運動強度。 簡單來說低強度且心跳率在最高心跳率的60%~80%之間,就是在慢跑時你依然可以說話,但是會覺得有點喘,並且運動超過30分鐘以上,這樣才是完整的啟動有氧系統,達到燃脂的效果 (最高心跳率計算方法:220減去年齡之後為推算最高心跳率),所以有些人會說,明明每天做了「十分鐘慢跑的有氧運動」或是騎了「十五分鐘的腳踏車的有氧運動」怎麼都沒有瘦的感覺。

就如上面所說,他的確是進行了「有氧運動」,可是在「時間」是完全不夠的,當身體才開始啟動有氧系統去分解醣類跟脂肪時,運動就停止了,這段時間的運動可以說是跟「有氧運動」是無關的。要進行「真正」的有氧運動時,必須兼顧時間、心跳率、以及低強度,才能真正運用到「有氧運動」來啟動身體的「有氧系統」達到減少脂肪的功效。

資料參考/bodybuilding、muscleandfitness

責任編輯/David

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 運動科學網
運動科學網

厚底跑鞋鞋頭上揚 對前足順暢性真的有影響嗎?

2020-09-21
鞋子跑步話題運動科學網MIZUNOASICSNIKE運動生理觀念

近年運動市場的新穎跑鞋如雨後春筍般出現,無論是外觀上繽紛色彩或是特殊的結構設計,不知道身為跑者的你是否有觀察到一個趨勢:「跑鞋鞋頭上揚的趨勢日益明顯,尤其在厚底的跑鞋之中特為突出!」這對跑步會有什麼影響呢?厚底跑鞋上揚的鞋頭結構,真的對跑步時的順暢性有幫助?該結構會對跑步姿態有什麼影響?本文將透過科學的方式,解析跑鞋設計對前足順暢性的影響。

厚底跑鞋鞋頭上揚
厚底跑鞋鞋頭上揚 對前足順暢性真的有影響嗎?

先了解跑步著地過程 -滾動機制

為了揭開順暢性相關的疑惑,首先我們必須了解跑步著地的過程,可比擬為一個滾動的動作。從腳跟著地到離地,可分為三個滾動機制,腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker) 以及前足滾動 (Forefoot Rocker)。腳跟滾動 (Heel Rocker) 指腳跟初著地到全腳掌踩平;腳踝滾動 (Ankle Rocker) 指全腳掌貼平到腳跟抬起之前;前足滾動 (Forefoot Rocker) 則指腳跟抬起到腳掌完全離地。

下圖由左至右依序是:腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker)、前足滾動 (Forefoot Rocker)

著地時,若是腳掌的滾動過程不流暢,則會產生「卡卡」的感覺,使整體滾動動作的速度不平順,而有不佳的順暢感。其中較容易受跑鞋影響的滾動為腳跟滾動及前足滾動,在此我們稱為「後足順暢」與「前足順暢」。本文將著重在前足順暢的部分。

或許你能直接感受到有些跑鞋順暢性的差異,但透過科學儀器量測,將能更清楚地看到差異,即量測前後方向足底壓力中心 (Center of Pressure, COP) 移動的速度變化。2018 年 Lam 等學者研究認為,良好的順暢感,COP 前後方向速度變化應該是漸進式地增加,而並非突然地遽增,換言之,當前後方向 COP 移動速度的變化越平緩,表示滾動過程較不會突然大幅加速,而是平順的滾動。
延伸閱讀:慢跑鞋的順暢感

下圖透過量測足底各部位的壓力大小,可計算出壓力中心(COP,即圖中的圓點);隨著跑步的滾動機制 COP 會由後至前移動,形成不同的速度變化,藉此可分析跑鞋的順暢性。

科學量測 6 雙跑鞋

本文選定 6 雙市售跑鞋,分為一般跑鞋組以及鞋頭上揚組。所謂一般跑鞋組是指無特別設計鞋頭上揚的結構,鞋內也無設計幫助滾動的硬板之鞋款;而鞋頭上揚組,即該跑鞋設計底部較厚,且鞋頭有特別上揚,試圖引導跑者在前足滾動時保持順暢感受,如同蹺蹺板一般。

一般跑鞋
一般跑鞋組:NIKE Free RN 5.0, ASICS MetaRun, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit
鞋頭上揚組
鞋頭上揚組:HOKA ONE ONE Carbon X, ASICS MetaRide, NIKE Air ZoomX Vaporfly Next%

量測由一名跑步經驗豐富的測試員輪流穿著 6 雙市售跑鞋,並於鞋墊處使用 Pedar 足底壓力系統,且於跑步機上以每小時 10 公里的時速 (10KPH) 跑步,每一雙鞋至少跑 3 分鐘以上,擷取穩定的足底壓力訊號並匯出數據,以分析完整步態週期為主。

使用 Pedar 鞋內壓力測量系統分析跑鞋
使用 Pedar 鞋內壓力測量系統,分析前後方向 COP 移動的速度

量測結果出爐,對比一般跑鞋組(虛線)與鞋頭上揚組(實線),在腳跟開始離地的階段,尤其是 60-85% 的時間軸,鞋頭上揚組的 COP 移動速度曲線變化較為平緩,COP 移動速度峰值約落在 0.8-1.2m/s 之間;而一般跑鞋組的 COP 移動速度曲線變化遽增,COP 移動速度峰值約在1.2-1.6m/s之間。綜上所述,COP 移動速度變化較平緩的鞋頭上揚組,有較佳的前足順暢性。

著地期間
著地期間 - 前後方向足底壓力中心移動速度的變化曲線

鞋頭上揚對動作的影響

為了呈現跑步著地時的鞋底滾動變化,我們於操場拍攝慢動作影片,以利了解跑鞋結構改變對動作的影響。由下圖動畫可以清楚看出,鞋頭上揚組有較順暢的滾動過程,這也呼應了上述所分析 COP 移動速度較平順的結果。

ASICS MetaRun, NIKE free RN 5.0, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit:

ASICS MetaRide, NIKE Air Vaporfly Next%, HOKA ONE ONE Carbon X:

我們從一般跑鞋組(黑,ASICS MetaRun)與鞋頭上揚組(白,ASICS MetaRide)各挑出一款鞋,並搭配定格的截圖來做更詳細的解釋。

ASICS MetaRun(一般跑鞋組)與 MetaRide(鞋頭上揚組)的分解動作變化:

ASICS MetaRun與 MetaRide的分解動作變化

從全掌貼平到腳跟離地的過程中,一般跑鞋組在啟動前足滾動機制 (Forefoot Rocker) 時,需較大程度地彎折蹠骨關節;而鞋頭上揚組則是像蹺蹺板般,順應著跑鞋的結構與上揚弧度向前。從黃、紅、藍色點的相對位置便能清楚知道,當一般跑鞋組向前時,黃點位置幾乎是不動的;相對地鞋頭上揚組向前時,黃點位置則是向下,同時間藍點上升,代表鞋頭向下貼平地面,而鞋跟隨之揚升。

從最大彎折到離地瞬間的過程中,前腳掌與掌趾會推蹬地面,我們可觀察到一般跑鞋組推蹬的位移較大,伸展的幅度亦大;反之,鞋頭上揚組的位移較平緩,伸展的幅度小。對比紅點與藍點的軌跡線就能明顯看到一般跑鞋組上升幅度較大;反之,鞋頭上揚組則上升幅度較小。顯示一般跑鞋組在推蹬時會有較大的蹠骨關節彎折動作,而鞋頭上揚組則會受限於鞋子的結構,不須做出較大的延展動作;這樣的動作變化,可降低蹠骨關節推蹬的出力,但會使跑者感受到「推不到的感覺」,形成一種「還沒推蹬就離地」的感受。

結語

本文比較鞋頭上揚組與一般跑鞋組,希望利用足底壓力中心(COP)的移動速度變化探討著地與離地時的現象,並試著解析其中的過程,這並不代表跑鞋的優劣。

跑鞋的結構設計百百種,鞋頭上揚設計的跑鞋並不一定適合每位跑者。有些跑者偏愛一般跑鞋推蹬時腳掌彎折的感受;而有些跑者則偏愛順暢的過渡感。挑選適合自己的跑鞋才是最重要,而透過科學的驗證方式可以提供客觀的數據分析,並排除主觀感受錯誤的可能。

鞋頭上揚組與一般跑鞋組,
鞋頭上揚組與一般跑鞋組

參考文獻:
Lam, C. K. Y., Mohr, M., Nigg, S., & Nigg, B. (2018). Definition and quantification of ‘ride’ during running. Footwear Science, 10(2), 77-82.

撰文/董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站
原文:厚底跑鞋鞋頭上揚對前足順暢性的影響

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在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。

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為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。

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如何在比賽中發揮最大肌力

2017-08-18
運動生理健身知識庫觀念

如果想要在比賽中這種重要時刻發揮最大肌力,首先必須確保肌肉不是處於疲勞的狀態,也就是說,在賽前體能訓練調整的方式是非常重要的。但是要如何達到此目的呢?首先,在比賽的前三天應該避免過度的訓練以及絕對不採取非慣用的訓練方法。

如何在比賽中發揮最大肌力

最大肌力是身體非常重要的一項資訊,能夠了解自己的最大肌力,才能調整出最好的健身課表。最大肌力是指肌力訓練中,單次能夠使用的最大重量, 也就是只能做到1RM的重量。最大肌力的發揮是由「肌肉截面積」、「肌纖維的動用率」與「白肌纖維比例」所組成,也就是跟先前提過的肌纖維最為相關。

在比賽前三天避免過度的訓練以及絕對不採取非慣用的訓練方法,要達成這兩點其實很簡單,但很少人能夠理解並做到。假使在過ㄧ至兩天就要比賽,那麼高強度的訓練就會導致過的疲勞,而應該選擇一些負擔較輕的訓練,但是如果想在此時此刻安排一些嶄新的訓練方式來轉換心情以及疲乏的訓練方式並不是個好主意,反正可能會造成阻礙。

如果採取非慣用的訓練方式,特別是含有離心收縮動作的訓練,即使只有輕負荷,也可能在不知不覺中讓肌肉力量下降多達80%,更遭的是,運動員本身或教練可能都不會察覺,就在完全沒有料想到訓練會導致如此疲勞的狀況下參加比賽。雖然自覺狀況不差,結果在場上不知為何總是欲振乏力,無法發揮本來應有的表現,這種情況多半都是由於做了非慣用的訓練所導致,因此,絕對不要在比賽當前進行新的課程訓練。

此外,在比賽前的飲食最好盡量攝取容易轉為能量的碳水化合物為主,如果是需要耐力比賽項目,可採用「肝糖超補法」,從賽前兩週開始,在限制碳水化合物攝取的狀況下訓練,以減少肌肉中的肝糖量,接著一鼓作氣攝取大量碳水化合物,這樣做可以促進肌肉中作為耐力來源的肝糖儲備量比平常更多。

最後,還要留意攝取肌肉中大量存在的礦物質,例如鉀,也可以注意吃水果來確保均衡吸收糖分、水分等礦物質,更需要小心的是,鈉攝取過量會導致體內保存的水份過多,而可能降低肌肉的興奮度。

資料來源/A Workout Routine、BodyBuilding、鍛鍊肌肉大事典:徹底解決心中的 201 個疑問
責任編輯/妞妞

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